Что такое батискаф. Как устроен батискаф Батискаф внутри

- (от греч. bathys глубокий и skaphos судно) глубоководный самоходный аппарат для океанографических и т. п. исследований. Состоит из стального шара гондолы (экипаж 1 3 человека, приборы) и поплавка корпуса, заполненного более легким, чем вода,… … Большой Энциклопедический словарь

Оса Словарь русских синонимов. батискаф сущ., кол во синонимов: 3 аппарат (109) мезоскаф … Словарь синонимов

Глубоководный океанографический снаряд в виде обитаемого автономного самоходного аппарата. Батискаф состоит из шара гондолы, где размещается экипаж и различное оборудование, и легкого корпуса, заполненного жидкостью, менее плотной, чем вода.… … Морской словарь

БАТИСКАФ, смотри Подводный аппарат … Современная энциклопедия

- (от греч. bathys глубокий и skaphos судно * a. bathyscaph; н. Bathyskaph; ф. bathyscaphe; и. batiscafo) глубоководный автономный самоходный аппарат для океанографии, и др. исследований, см. в ст. Подводный аппарат. Горная э … Геологическая энциклопедия

БАТИСКАФ, а, муж. Самоходный аппарат для глубоководных исследований. | прил. батискафный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

См. Глубоководные подводные аппараты. EdwART. Словарь терминов МЧС, 2010 … Словарь черезвычайных ситуаций

батискаф - БАТИСКАФ, а, м. Унитаз … Словарь русского арго

БАТИСКАФ - (от бати... и греч. skaphos судно), самоходный аппарат, снабженный специальной аппаратурой и предназначенный для глубоководных океанографических (в том числе экологических биоценозов пелагиали, батиали, абиссали) исследований. Экологический… … Экологический словарь

батискаф - Самоходный аппарат для подводных исследований предельных глубин моря. [ГОСТ 18458 84] Тематики средства навигации, наблюдения, управления EN bathyscaphe … Справочник технического переводчика

Книги

Батискаф , Иванов Андрей Вячеславович. "Батискаф" Андрея Иванова погружает на дно существования. Читатель смотрит сквозь толстое стекло на странных людей, на их жизнь - и внезапно понимает, что он - один из них, что нет разницы…
Батискаф , Иванов А.. "Батискаф" Андрея Иванова погружает на дно существования. Читатель смотрит сквозь толстое стекло на странных людей, на их жизнь - и внезапно понимает, что он - один из них, что нет разницы…

Если вы когда-нибудь смотрели знаменитые фильмы команды Кусто про подводный мир, то вы не могли не запомнить удивительные, похожие на космические корабли подводные аппараты - батискафы. Так чем интересен батискаф, что такое можно с помощью него исследовать? С помощью этих судов человек может погрузиться в океанские пучины для научных наблюдений и познания загадочнх глубин Мирового океана.

Этимология названия

Своим названием батискаф обязан Огюсту Пиккару - изобретателю, придумавшему этот аппарат. Слово образовано от пары греческих слов, которые обозначают "судно" и "глубокий". В 2018 году "глубоководное судно" будет отмечать 80-летний юбилей.

Изобретение батискафа

Пиккар изобрел глубоководный аппарат вскоре после окончания Второй мировой войны, в 1948 году. Предшественниками батискафов были батисферы - глубоководные аппараты в форме шара. Первое такое судно было изобретено в Америке в 30-х годах ХХ века и умело погружаться на глубины до 1000 метров.

Отличие батискафа и батисферы заключается в том, что первые умеют самостоятельно двигаться в толще воды. Хотя скорость перемещения невелика и составляет 1-3 узла, но этого достаточно для выполнения возложенных на аппарат научно-технических задач.

До войны швейцарец работал над стратостатом, и ему пришла идея сделать подводное судно схожее по принципам устройства с такими летательными аппаратами, как дирижабль и аэростат. Только у батискафа вместо аэростатного баллона, который заполняется газом, баллон должен быть заполнен каким-либо веществом, имеющим плотность, меньшую, чем плотность воды. Таким образом, принцип работы батискафа напоминает поплавок.

Устройство батискафа

Как же устроен батискаф, что такое гондола и поплавок? Конструкция различных моделей батискафов схожа друг с другом и включает в себя две части:

легкий корпус, или как его еще называют - поплавок;
прочный корпус, или так называемая гондола.

Основное назначение поплавка - удерживать батискаф на необходимой глубине. Для этого в легком корпусе оборудуются несколько отсеков, наполняемых веществом, имеющим меньшую, чем у соленой воды, плотность. Первые батискафы наполнялись бензином, а современные используют уже другие наполнители - различные композитные материалы.

Научное оборудование, различные системы управления и обеспечения, экипаж батискафа размещаются внутри прочного корпуса. Сферические гондолы первоначально изготавливались из стали.

Современные подводные судна имеют прочный корпус, изготовленный из титановых, алюминиевых сплавов или композитных материалов. Они не подвержены коррозии и удовлетворяют требованиям по прочности.

Чем рискованно погружение на батискафе?

Основная проблема всех глубоководных аппаратов и субмарин - огромное давление воды, увеличивающееся с глубиной. Корпус сдавливает все сильннее и сильнее, а локатор батискафа равномерно погружается вниз.

Недостаточно прочный корпус подводного судна может быть деформирован или разрушен, что приведет к затоплению судна и потере дорогостоящего исследовательского оборудования и гибели людей. Недостаточно качественно спроектированные аккумуляторные батареи, большое количество сложной электроники, химических веществ и материалов от сжатия корпуса на больших глубинах повышают вероятность возгорания и возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, ограниченные возможности в обзоре пространства вокруг аппарата несут в себе угрозу столкновения батискафа со скалами или другими препятствиями. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в толщу воды, не всегда может их обнаружить в связи с особенностями распространения акустических волн в водной среде.

Так что погружение этого судна - сложная и ответственная операция, требующая тщательной и заблаговременной подготовки.

Первые батискафы

Первый батискаф, изобретенный О. Пиккаром, имел название "FNRS-2", прослужил на французском флоте 5 лет и был выведен из строя в 1953 году. В качестве наполнителя в данном аппарате был использован бензин, который имеет в 1,5 раза меньшую, чем у воды, плотность.

Кабина батискафа, как и в воздухоплавании, называемая гондола, имела сферическую форму и толщину стенок в 90 мм. В ней достаточно свободно могли расположиться два человека.

Основной недостаток FNRS-2 заключался в месторасположения люка для входа в батискаф. Он был в подводной части аппарата. Войти и покинуть гондолу батискафа можно было лишь в том случае, если аппарат находился на судне-носителе.

Второй моделью батискафа стал FNRS-3. Этот аппарат стал использоваться для глубоководных исследований с 1953 года и вплоть до 70-х годов двадцатого века. Это судно стало музеем. В настоящее время FNRS-3 находится во Франции, в г. Тулоне.

По инженерным расчётам, аппарат, как и его предшественник, мог погружаться на глубины до 4 километров. Судно имело одинаковую с FNTS-2 конструкцию гондолы, но в остальном модель была значительно доработана.

Технические характеристики

Батискафы разных поколений можно сравнить с помощью их технических характеристик.

	"Триест" (модернизированный)	"Архимед"	"Цзяолун"	Deepsea Chalanger
Год начала эксплуатации
		Италия, Германия, затем США		Частная компания из Австралии
Диаметр гондолы (наружний/ внутрений), мм.
Толщина стенок гондолы, мм
Сухой вес, т
Используемая жидкость в поплавке				синтактическая пена
Объем жидкости в поплавке, л
Экипаж, чел
Глубина погружения, м

Батискаф "Триест"

Чем знаменит этот батискаф, что такое это за судно можно более детально понять дале? На "Триесте" в начале 1960 года было совершено первое погружение на дно Марианской впадины в Тихом океане. Эту операцию под кодовым названием "Проект Нектон" проводило ВМС США в сотрудничестве с сыном изобретателя батискафа Жаком Пикаром.

Несмотря на штормовую погоду 26 января состоялось первое в истории человечества погружение на 10900 метров. Главное открытие, сделанное исследователями в этом день - на дне Марианской впадины есть жизнь.

Батискаф Deepsea Chalanger

Этот аппарат, названный в честь глубоководной впадины, знаменит тем, что на нём в марте 2012 года совершил Джеймс Кэмерон. Знаменитый кинорежиссер 26 марта достиг дна Бездны Челленджера - еще одно название Марианской впадины.

Это был четвертый по счету спуск в самой глубокой точке океана в истории человечества примечательный тем, что оказался самым длительным по времени и совершался одним человеком. Локатор батискафа, равномерно погружающегося вертикально в пучину, обследовал дно, а режиссёр набрался вдохновения для создания продолжения фантастического фильма «Аватар».

Локатор батискафа

Гидроакустическая станция - это локатор батискафа, равномерно обследующий толщу воды и обнаруживающий скалы, дно и другие препятствия. Это, пожалуй, единственное средство, позволяющее «видеть», а точнее "слышать" под водой. Локатор батискафа, равномерно погружающегося на глубину, по сути, является ушами аппарата.

Происшествия с батискафами

В августе 2005 года у берегов Камчатки случилось затопление батискафа ВМФ Российской Федерации. Глубоководный аппарат с экипажем из семи человек запутался в рыболовецких сетях на глубине около 200 метров.

На место происшествия прибыли спасательные корабли, которые попытались переместить батискаф в меньшие глубины, чтобы затем осуществить спасательную операцию с помощью водолазов. После безуспешных попыток, российские моряки обратились к британским коллегам.

Совместная российско-британская спасательная операция с использованием глубоководного робота завершилась успехом, весь экипаж оказался спасен, а батискаф поднят на поверхность.

Мировой океан покрывает примерно три четверти поверхности Земли, однако наши сведения о нём по-прежнему остаются неполными. Поскольку для человечества очень важен вопрос эксплуатации морских ресурсов, возникает необходимость тщательно изучить подводный мир нашей планеты. Весьма значительную роль в подобных изысканиях играют субмарины и батискафы . По утверждениям историков, попытки исследования морских глубин предпринимались человеком ещё во времена античности.

Из записок Аристотеля следует, что армия Александра Великого использовала погружаемый колокол для сбора информации о подводной части защитных сооружений города Тира. Упоминания об устройствах, использовавшихся для погружения под воду, содержатся в книге венецианского инженера Роберта Вальтурия; кроме того, схемы подобных аппаратов можно обнаружить среди набросков Леонардо да Винчи. Голландский медик Корнелиус ван Дреббель сконструировал подводную лодку , состоявшую из деревянного остова, обтянутого пропитанной жиром кожей.

Эта подводная лодка была способна принять на борт до 20 человек, погружаться на глубину 4 — 5 метров и оставаться под водой в течение нескольких часов. Начиная с позапрошлого столетия, одна за другой стали появляться новые, всё более совершенные конструкции подводных аппаратов. Среди первых выдающихся создателей образцов подводных лодок следует назвать Роберта Фултона, Дэвида Бушнелла, Вильгельма Бауэра, Ефима Никонова и Степана Джевецкого. У основной массы подводных лодок два корпуса, помещённых один в другой. С увеличением глубины на 10 см давление воды возрастает. Забортная вода поступает в цистерны, масса лодки увеличивается и последняя погружается под воду. Чтобы субмарина могла вернуться на поверхность, в цистерны нагнетается сжатый воздух, вытесняющий воду за борт. Для корректировки глубины подводного положения могут наполняться водой или продуваться небольшие — маневровые — балластные цистерны.

Для изменения глубины погружения судна могут быть использованы также горизонтальные рули, однако они эффективны лишь в том случае, когда субмарина имеет ход. В движение подводная лодка приводится с помощью дизельных и электрических двигателей. Дизель используется для хода в надводном положении и может одновременно заряжать аккумуляторы, служащие источником энергии для электродвигателей, включающихся под водой. Описанная конструкция не является общей для всех типов подводных лодок. Многие современные боевые субмарины оснащены атомными двигателями и поэтому могут вообще не подниматься на поверхность до тех пор, пока не подойдут к концу запасы воздуха для экипажа или припасы: установленный на них атомный реактор постоянно вырабатывает тепло, которое с помощью паровых турбин обращается в механическую энергию.

Первая субмарина с атомным двигателем — американский «Наутилус» в течение двух лет работала без замены топлива. Батискаф — исследовательское или спасательное судно, предназначенное для работы на больших глубинах. Корпус батискафа неимоверно прочен, а для обеспечения абсолютной герметичности его фрагменты соединяют с помощью особого клея, а не сварки или заклёпок. Кроме того, этот аппарат обычно оборудуется одним или несколькими винтовыми движителями для перемещения в горизонтальной плоскости. Для сохранения возможности аварийного подъёма с глубины батискаф оборудован сбрасываемым твёрдым балластом.

Пространство между внешним корпусом и гондолой экипажа здесь разделено на несколько герметичных сегментов и заполнено жидкостью, плотность которой меньше плотности воды, — например, бензином или керосином. Эти цистерны сообщаются с внешней средой, поэтому давление на стенки батискафа с обеих сторон всегда остаётся равномерным. Для совершения погружения экипаж батискафа сбрасывает за борт часть лёгкой жидкости, а для всплытия — высвобождает нужное количество контейнеров с твёрдым балластом. Первый батискаф был построен швейцарским профессором Огюстом Пикаром. Его сын, Жак Пикар, достиг невероятной прежде глубины -10916 метров, после ему удалось побить предыдущий рекорд, погрузившись в районе Марианского жёлоба на глубину 11521 метров.

Рассказ о подводных лодках Антей и Тайфун:

Энциклопедичный YouTube

1 / 5
Отвечая на вопрос, почему после стратостата он стал конструировать батискаф, Огюст Пиккар отмечал, что

эти аппараты чрезвычайно сходны между собой, хотя их назначение противоположно.

Со свойственным ему чувством юмора он пояснял:

Возможно, судьбе было угодно создать это сходство именно для того, чтобы работать над созданием обоих аппаратов мог один учёный…

Конечно, конструирование батискафа - не забава для детей. Необходимо решить бесконечное множество сложнейших задач. Но ведь не бывает непреодолимых трудностей!

Огюст Пикар

Конструкция

Конструкция батискафа FNRS-3 Весьма перспективно использовать в качестве наполнителя поплавка литий - металл с плотностью почти в два раза меньшей, чем у воды (точнее 534 кг/м 3), это значит, что один кубический метр лития может удерживать на плаву почти на 170 кг больше, чем один кубический метр бензина. Однако литий - щелочной металл , активно реагирующий с водой , следует каким-то образом надёжно разделить эти вещества, не допустить их контакта. Механические свойства некоторых конструкционных материалов
Электропитание батискаф получает от аккумуляторов . Изолирующая жидкость окружает аккумуляторные банки и электролит , на неё через мембрану передаётся давление забортной воды. Аккумуляторы не разрушаются на огромной глубине.
Батискаф приводится в движение электрическими двигателями , движители - гребные винты . Электродвигатели защищаются таким же способом, как и аккумуляторные батареи. Если у батискафа отсутствует судовой руль - тогда поворот производился включением только одного двигателя, разворот почти на месте - работой двигателей в разные стороны.
Скорость спуска и подъём батискафа на поверхность регулируется сбрасыванием основного балласта в виде стальной или чугунной дроби , находящейся в воронкообразных бункерах. В самом узком месте воронки стоят электромагниты , при протекании электрического тока под действием магнитного поля дробь как бы «затвердевает», при отключении тока она высыпается.
Батискаф с поплавком, заполненным литием , будет иметь интересную особенность. Так как литий практически несжимаем, то при погружении относительная плавучесть батискафа будет увеличиваться (на глубине плотность морской воды возрастает), и батискаф «зависнет». Батискаф должен иметь компенсирующий отсек с бензином; для того, чтобы продолжить спуск, необходимо выпустить часть бензина, тем самым уменьшив плавучесть.
Система аварийного всплытия представляет собой аварийный балласт, подвешенный на раскрывающихся замках. От раскрытия замки удерживаются электромагнитами, для сброса достаточно отключить электрический ток. Аналогичное крепление имеют аккумуляторные батареи и гайдроп - длинный расплетённый свободно свисающий стальной канат или якорная цепь . Гайдроп предназначен для уменьшения скорости спуска (вплоть до полной остановки) непосредственно у морского дна. Если аккумуляторы разряжаются - автоматически происходил сброс балласта, аккумуляторов и гайдропа, батискаф начинает подъём на поверхность.

Погружение и всплытие батискафов
- На поверхности батискаф удерживается за счёт отсеков, заполненных бензином и благодаря тому, что цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполнены воздухом.
- После того, как цистерны водяного балласта, шахта для посадки экипажа в гондолу и свободное пространство в бункерах с дробью заполняются водой, начинается погружение. Эти объёмы сохраняют постоянное сообщение с забортным пространством для выравнивания гидростатического давления во избежание деформации корпуса.
- Так как бензин (при высоком давлении) сжимается больше, чем вода, выталкивающая сила уменьшается, скорость погружения батискафа увеличивается, экипаж должен постоянно сбрасывать балласт (стальную дробь).
Определим массу полого шара: G = 1 6 π (D 3 − d 3) γ m {\displaystyle G={\frac {1}{6}}\pi (D^{3}-d^{3})\gamma _{m}}
Определим массу вытесненной шаром воды (при полном его погружении): V = 1 6 π D 3 γ v {\displaystyle V={\frac {1}{6}}\pi D^{3}\gamma _{v}} , где
D {\displaystyle D} - наружный диаметр батисферы;
D {\displaystyle d} - внутренний диаметр батисферы;
- удельный вес материала, из которого сделан корпус батисферы;
γ v {\displaystyle \gamma _{v}} - удельный вес морской воды ;
π {\displaystyle \pi } - число «Пи» .
Нас интересует толщина стенки батисферы, при которой возможно плавание в толще воды: S = D − d 2 {\displaystyle S={\frac {D-d}{2}}}
Поэтому приравняем оба уравнения (так как V = G {\displaystyle V=G} ) :
1 6 π (D 3 − d 3) γ m = 1 6 π D 3 γ v {\displaystyle {\frac {1}{6}}\pi (D^{3}-d^{3})\gamma _{m}={\frac {1}{6}}\pi D^{3}\gamma _{v}}
Теперь разделим обе его части на произведение 1 6 π D 3 {\displaystyle {\frac {1}{6}}\pi D^{3}} , после чего получим: (γ m − d 3 D 3) γ m = γ v {\displaystyle (\gamma _{m}-{\frac {d^{3}}{D^{3}}})\gamma _{m}=\gamma _{v}}
Теперь определим отношение d D {\displaystyle {\frac {d}{D}}} , разделив предыдущее равенство на γ m {\displaystyle \gamma _{m}} , получим d D = 1 − γ v γ m 3 {\displaystyle {\frac {d}{D}}={\sqrt[{3}]{1-{\frac {\gamma _{v}}{\gamma _{m}}}}}}
Примем: удельный вес морской воды γ v = 1 , 025 {\displaystyle \gamma _{v}=1,025} , удельный вес стали γ m = 7 , 85 {\displaystyle \gamma _{m}=7,85} , тогда d D = 0 , 9544 {\displaystyle {\frac {d}{D}}=0,9544} , отсюда S = D − d 2 = D 1 − 0 , 9544 2 = 0 , 0229 D {\displaystyle S={\frac {D-d}{2}}=D{\frac {{1}-{0,9544}}{2}}=0,0229D}
Таким образом, для того, чтобы стальная полая сфера плавала в толще воды, толщина её стенки должна составлять 0 , 0225 {\displaystyle 0,0225} наружного диаметра. Если стенка будет толще - батисфера утонет (ляжет на дно), если тоньше - всплывёт на поверхность.

Батискаф (от греч. bathýs - глубокий и skáphos - судно)
глубоководный автономный (самоходный) аппарат для океанографических и др. исследований. Б. состоит из лёгкого корпуса - поплавка, заполненного более лёгким, чем вода, наполнителем (бензином), и стального шара - гондолы. В поплавке находятся цистерны с балластом и аккумуляторные батареи. В гондоле размещаются экипаж Б., аппаратура управления, система регенерации воздуха, радиостанция для связи в надводном положении, ультразвуковой телефон, телевизионная камера и научно-исследовательские приборы. Снаружи устанавливаются электродвигатели с гребными винтами и светильники. Современные Б. оборудованы устройствами для взятия проб грунта, фотоаппаратурой и дистанционно управляемыми манипуляторами для ведения подводных работ. Плавучесть Б. регулируется сбрасыванием твёрдого балласта (обычно стальная дробь) и выпуском бензина из маневровой цистерны.

Первый Б. (ФНРС-2) был построен и испытан швейцарским учёным О. Пиккар ом в 1948. В 1953 Пиккар с сыном Жаком опустились в Б. «Триест» на глубину 3160 м. В 1954 французы Ж. Гуо и П. Вильм на Б. ФНРС-З достигли глубины 4050 м. В январе 1960 Ж. Пиккар и Д. Уолш на модернизированном Б. «Триест»достигли дна Марианского жёлоба (См. Марианский жёлоб) в Тихом океане.Б. пока остаётся единственным средством исследования человеком предельных глубин океана.

Лит.: Гуо Ж., Вильм П., На глубине 4000 м., пер. с англ., Л., 1960; Пиккар Ж., Дитц Р., Глубина - семь миль, пер. с англ., М., 1963; Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н., Подводные аппараты, Л., 1966.

. В. С. Ястребов.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Синонимы :
Смотреть что такое "Батискаф" в других словарях: